EP0445332A1 - Vorrichtung zur Überwachung explosionsgefährdeter Anlagen - Google Patents

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EP0445332A1
EP0445332A1 EP90104394A EP90104394A EP0445332A1 EP 0445332 A1 EP0445332 A1 EP 0445332A1 EP 90104394 A EP90104394 A EP 90104394A EP 90104394 A EP90104394 A EP 90104394A EP 0445332 A1 EP0445332 A1 EP 0445332A1
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EP
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sensor
pressure sensor
brightness
pressure
housing
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EP90104394A
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Hermann Brennecke
Horst Liere
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IRS Industrie Rationalisierungs Systeme GmbH
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IRS Industrie Rationalisierungs Systeme GmbH
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092—Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/11—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using an ionisation chamber for detecting smoke or gas
    • G08B17/113—Constructional details

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring systems at risk of explosion by means of at least one brightness sensor and a pressure sensor which, when predetermined brightness or pressure values are exceeded, trigger explosion protection measures, in particular sealing off the explosion source and supplying extinguishing agent.
  • the object of the present invention is to improve a device for combined brightness and pressure monitoring of the type described in the introduction in such a way that its assembly effort is drastically reduced.
  • the two sensors are combined in a common housing, such that the pressure sensor faces the space to be monitored and the brightness sensor is arranged behind it, the pressure sensor being designed as an at least infrared-transparent plate.
  • the invention is based on the surprising finding that the pressure-sensitive plates of the pressure sensors are so translucent with a sufficiently thin wall thickness, or at least so infrared-transparent, that a brightness sensor can be positioned behind them.
  • a pressure sensor it is even possible to use ceramic plates which are known per se and which are sufficiently translucent with a wall thickness of approximately 1/2 mm.
  • the invention thus offers the advantage that two explosion criteria can be monitored simultaneously with a single installation element.
  • the assembly as well as the laying of the corresponding control cables is halved compared to conventional combined monitoring systems.
  • an important advantage of the invention is that the brightness sensor is frequently used by the pressure sensor arranged in front of it aggressive media that circulate in the system to be monitored is shielded. All that is required is to fit the pressure sensor tightly into the sensor housing.
  • the brightness sensor can be attached directly to the back of the pressure sensor, for example glued on. However, so that there is no impairment in the deformation properties of the pressure sensor, it is advisable to arrange the brightness sensor at a distance behind the pressure sensor and to attach it to the sensor housing, for example.
  • the brightness sensor can be designed in a manner known per se as a photocell or pin diode. Its space requirement is then so small that it fits into the conventional housing of the pressure sensors.
  • the brightness sensor and the pressure sensor are expediently connected to a common evaluation electronics, which is housed directly in the sensor housing.
  • This evaluation electronics is usually a microprocessor, which can optionally be set externally to the desired limit values for the brightness or the pressure.
  • the common housing for the two sensors is designated 1. It is cylindrical and has at its front end a coaxially projecting collar 1 a, which comprises the pressure sensor 2 in the form of a round ceramic disk.
  • the ceramic disc 2 is fixed pressure-tight in the collar 1a.
  • a screw thread can be arranged on the outside of the projecting collar 1 a in order to screw the housing 1 into a corresponding hole in the system to be monitored.
  • a Wheatstone bridge 2 a is attached on the back of the ceramic plate 2, for measuring the deformations that occur under pressure.
  • the brightness sensor 3 is located radially offset behind the ceramic plate 2 with respect to the Wheatstone bridge 2 a. It is fastened to the housing 1 via a tab 4.
  • microprocessor 5 in the housing 1, which processes the signals coming from the two sensors 2 and 3 and emits the corresponding trigger signals when the limit values entered for it are exceeded.
  • the design of such a microprocessor is known per se, which is why not here will be discussed further.
  • the pressure sensor 2 is mount the pressure sensor 2 differently in the housing.
  • the pressure sensor is so translucent that at least infrared radiation can pass through it and is received by the light sensor 3.

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Abstract

Der Explosionsdetektor besteht aus einem Helligkt und einem Drucksensor. Bei Überschreiten vorgegebener Helligkeits- bzw. Druckwerte werden bestimmte Explosionsschutzmaßnahmen ausgelöst. Die beiden Sensoren sind in einem gemeinsamen Gehäuse derart miteinander kombiniert, daß der Drucksensor vorn und der Helligkeitssensor dahinter angeordnet ist. Der Drucksensor ist als licht- bzw, infrarotdurchlässiges Blättchen ausgebildet. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung explosionsgefährdeter Anlagen mittels zumindest eines Helligkeitsensors und eines Drucksensors, die bei Überschreiten vorgegebener Helligkeits- bzw. Druckwerte bestimmt Explosionsschutzmaßnahmen, insbesondere Abschotten des Explosionsherdes und Zufuhr von Löschmittel auslösen.
  • Bei Explosionsschutzanlagen ist es bekannt, den Druckverlauf in den explosionsgefährdeten Anlagebereichen zu überwachen und bei Überschreiten vorgegebener Schwellenwerte eine Explosions-Unterdrückung durch Löschmittelzufuhr, Flammensperren, Abschotten und dergleichen auszulösen.
  • Um die Auslösesicherheit zu erhöhen, ist es auch bekannt, zusätzlich zu dem Drucksensor einen Helligkeitssensor in den zu überwachenden Anlagebereich einzubauen, so daß beim Auftreten von Feuerschein - unabhängig von einer eventuell noch ankommenden Druckwelle - Schutzmaßnahmen ausgelöst werden.
  • Allerdings wird bei einer derartigen kombinierten Überwachung der Installationsaufwand sehr hoch, weil die doppelte Anzahl von Sensoren eingebaut werden muß. Hinzu kommt, daß explosionsgefährdete Anlagen meist dickwandig aus hochfestem Stahl hergestellt sind, so daß das Anbringen von Montagebohrungen aufwändig ist, ebenso der anschließende druckdichte Einbau der Sensoren. Häufig sind Wanddurchbrüche auch aus festigkeitstechnischen Gründen unerwünscht.
  • Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung zur kombinierten Helligkeits- und Drucküberwachung der Eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß ihr Montageaufwand drastisch reduziert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Sensoren in einem gemeinsamen Gehäuse kombiniert sind, derart, daß der Drucksensor dem zu überwachenden Raum zugewandt und hinter ihm der Helligkeitssensor angeordnet ist, wobei der Drucksensor als zumindest infrarotdurchlässiges Plättchen ausgebildet ist.
  • Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die druckempfindlichen Plättchen der Drucksensoren bei genügend dünner Wandstärke so durchscheinend, zumindest aber so infrartodurchlässig sind, daß man dahinter noch einen Helligkeitssensor positionieren kann. Als Drucksensor kann dabei sogar auf an sich bekannte Keramikplättchen zurückgegriffen werden, die bei einer Wandstärke von etwa 1/2 mm ausreichend durchscheinend sind.
  • Die Erfindung bietet somit den Vorteil , daß mit einem einzigen Einbauelement zwei Explosionskriterien gleichzeitig überwacht werden können. Die Montage wie auch die Verlegung der entsprechenden Steuerleitungen wird gegenüber herkömmlichen kombinierten Überwachungssystemen halbiert.
  • Schließlich besteht ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin, daß der Helligkeitssensor durch den davor angeordneten Drucksensor von den häufig aggressiven Medien abgeschirmt wird, die in der zu überwachenden Anlage zirkulieren. Dazu braucht lediglich der Drucksensor dicht in das Sensorgehäuse eingebaut zu werden.
  • Ansich kann der Helligkeitssensor direkt auf der Rückseite des Drucksensors befestigt, etwa angeklebt werden. Damit es jedoch zu keiner Beeinträchtigung in den Verformungseigenschaften des Drucksensors kommt,empfiehlt es sich, den Helligkeitssensor mit Abstand hinter dem Drucksensor anzuordnen und ihn etwa am Sensorgehäuse zu befestigen.
  • Der Helligkeitssensor kann in ansich bekannter Weise als Fotozelle oder Pindiode ausgebildet sein. Sein Platzbedarf ist dann so gering, daß er in die herkömmlichen Gehäuse der Drucksensoren hineinpaßt.
  • Zweckmäßig ist der Helligkeitssensor ebenso wie der Drucksensor an eine gemeinsame Auswerteelektronik angeschlossen, die direkt im Sensorgehäuse untergebracht ist. Bei dieser Auswerteelektronik handelt es sich üblicherweise um einen Mikroprozessor, der gegebenenfalls von außen auf die gewünschten Grenzwerte für die Helligkeit bzw. den Druck eingestellt werden kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Zeichnung; dabei zeigt
    • Figur 1:
    ein Schrägbild des kombinierten Sensors in schematischer Darstellung und
    Figur 2:
    einen teilweisen Axialschnitt
  • Das gemeinsame Gehäuse für die beiden Sensoren ist mit 1 bezeichnet. Es ist zylindrisch und weist an seinem vorderen Ende einen koaxial vorstehenden Bund 1 a auf, der den Drucksensor 2 in Form einer runden Keramikscheibe umfaßt. Die Keramikscheibe 2 ist druckdicht in dem Bund 1a fixiert.
  • An der Außenseite des vorstehenden Bundes 1 a kann ein Schraubgewinde angeordnet sein, um das Gehäuse 1 in eine entsprechende Bohrung der zu überwachenden Anlage einzuschrauben.
  • Auf der Rückseite der Keramikplatte 2 ist eine Wheatstone-Brücke 2 a zur Messung der bei Druckeinwirkung auftretenden Verformungen angebracht. Außerdem befindet sich hinter der Keramikplatte 2 jedoch gegenüber der Wheatstone-Brücke 2 a radial versetzt der Helligkeitssensor 3. Er ist über eine Lasche 4 am Gehäuse 1 befestigt.
  • Außerdem befindet sich in dem Gehäuse 1 ein Mikroprozessor 5, der die von den beiden Sensoren 2 und 3 kommenden Signale verarbeitet und bei Überschreiten der ihm eingegebenen Grenzwerte die entsprechenden Auslösesignale abgibt. Die Ausbildung eines derartigen Mikroprozessors ist ansich bekannt, weshalb hier nicht weiter darauf eingegangen wird.
  • Es liegt selbstverständlich im Rahmen der Erfindung, den Drucksensor 2 anders im Gehäuse zu montieren. Entscheidend ist lediglich, daß der Drucksensor so durchscheinend ist, daß zumindest Infrarotstrahlung durch ihn hindurchtreten kann und vom Lichtsensor 3 empfangen wird.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Überwachung explosionsgefährdeter Anlagen mittels zumindest eines Helligkeitssensors und eines Drucksensors, die bei Überschreiten vorgegebener Helligkeits- bzw. Druckwerte bestimmte Explosionsschutzmaßnahmen, insbesondere Abschotten des Explosionsherdes und Zufuhr von Löschmittel auslösen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Sensoren (2, 3) in einem gemeinsamen Gehäuse (1) kombiniert sind, derart, daß der Drucksensor (2) dem zu überwachenden Raum zugewandt und hinter ihm der Helligkeitssensor (3) angeordnet ist, wobei der Drucksensor (2) als zumindest infrarotdurchlässiges Plättchen ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Drucksensor (2) als durchscheinende Keramikplatte ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Drucksensor (2) dicht in das Sensorgehäuse (1) eingebaut ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Helligkeitssensor (3) auf der Rückseite des Drucksensors (2) befestigt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Helligkeitssensor (3) am Sensorgehäuse (1) befestigt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Helligkeitssensor (3) mit Abstand hinter dem Drucksensor (2) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Helligkeitssensor (3) als Fotozelle oder Pindiode ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Sensoren (2, 3) an eine gemeinsame Auswerteelektronik (5) im Sensorgehäuse (1) angeschlossen sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Auswerteelektronik (5) ein Mikroprozessor ist.
EP90104394A 1988-09-03 1990-03-08 Vorrichtung zur Überwachung explosionsgefährdeter Anlagen Expired - Lifetime EP0445332B1 (de)

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Title
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS Band 50, Nr. 11, November 1979, Seiten 1441-1444; I. LIEBMAN et al.: "Sensor-trigger device for explosion barrier" *

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DE3830040A1 (de) 1990-03-15
EP0445332B1 (de) 1994-06-08
DE3830040C2 (de) 1995-07-06

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